Der Kalium-Natrium-Austausch als Energieprinzip in Muskel und Nerv

Fiinfzig Jahre sind verflossen, seitdem OVERTON 1902 iiber die B~deu tung des extracellularen Na+ fiir die Erregbarkeit und Kontraktilitat des Muskels berichtete und die lahmende Wirkung erhohter extracellularer K+ -Konzentrationen fand. Die Probleme, die durch diese Entdeckung auf geworfen wurden, haben seitdem mehr als eine Generation bewegt: Es ist die fundamentale Frage, wie sick die Na+ -lonen des extracelluliiren Raumes 1tnd die K+ -lonen des Zellinneren am Verkurzungsakt des M uskels und bei der Erregungsleitung beteiligen. Ebenso bedeut~am wie die experimentellen Tatsachen erscheinen in unseren Tagen die trberlegungen, die OVERTON schon 1902 mit seinen Befunden verband: Schon damals sprach OVERTON die Vermutung aus, daB sich bei der Erregung der Muskel Pds. aser moglicher weise intracellulares K+ gegen extracellulares Na + austauschen miisse. Auch die Beziehung dieses Ionenprozesses zum Aktionsstrom und die Existenz eines Pumpmechanismus, der die in die Faser eindringenden Na+-Ionen wieder abzuschieben habe, wurden bereits von OVERTON diskutiert. Durch die Forschungsergebnisse der letzten 10 Jahre haben diese - fast in Ver gessenheit geratenen - Interpretationen von OVERTON eine glanzende Bestatigung gefunden. Es kann heute kein Zweifel mehr sein, daB der Aus tausch von K+ und Na+ tatsachlich der - dem Aktionsstrom zugrunde liegende - IonenprozeB ist und damit die erste Reaktion in der Kette physikalisch-chemischer bzw. chemischer Umsetzungen darstellt, die im Zusammenhang mit der Kontraktion zur Beobachtung kommen. Auch die Probleme der Nervenerregung erscheinen so in einem neuen Licht. Physiologie und Pharmakologie treffen und erganzen sich heute auf dem Forschungsgebiet des Kationenstoffwechsels in gliicklicher Weise.

Klappentext

Fiinfzig Jahre sind verflossen, seitdem OVERTON 1902 iiber die B~deu­ tung des extracellularen Na+ fiir die Erregbarkeit und Kontraktilitat des Muskels berichtete und die lahmende Wirkung erhohter extracellularer K+ -Konzentrationen fand. Die Probleme, die durch diese Entdeckung auf­ geworfen wurden, haben seitdem mehr als eine Generation bewegt: Es ist die fundamentale Frage, wie sick die Na+ -lonen des extracelluliiren Raumes 1tnd die K+ -lonen des Zellinneren am Verkurzungsakt des M uskels und bei der Erregungsleitung beteiligen. Ebenso bedeut~am wie die experimentellen Tatsachen erscheinen in unseren Tagen die trberlegungen, die OVERTON schon 1902 mit seinen Befunden verband: Schon damals sprach OVERTON die Vermutung aus, daB sich bei der Erregung der Muskel£aser moglicher­ weise intracellulares K+ gegen extracellulares Na + austauschen miisse. Auch die Beziehung dieses Ionenprozesses zum Aktionsstrom und die Existenz eines Pumpmechanismus, der die in die Faser eindringenden Na+-Ionen wieder abzuschieben habe, wurden bereits von OVERTON diskutiert. Durch die Forschungsergebnisse der letzten 10 Jahre haben diese - fast in Ver­ gessenheit geratenen - Interpretationen von OVERTON eine glanzende Bestatigung gefunden. Es kann heute kein Zweifel mehr sein, daB der Aus­ tausch von K+ und Na+ tatsachlich der - dem Aktionsstrom zugrunde liegende - IonenprozeB ist und damit die erste Reaktion in der Kette physikalisch-chemischer bzw. chemischer Umsetzungen darstellt, die im Zusammenhang mit der Kontraktion zur Beobachtung kommen. Auch die Probleme der Nervenerregung erscheinen so in einem neuen Licht. Physiologie und Pharmakologie treffen und erganzen sich heute auf dem Forschungsgebiet des Kationenstoffwechsels in gliicklicher Weise.

Inhalt
A. Die Bedeutung der Kationen für die Muskelfunktion.- I. Der Einfluß variierter Natrium-, Kalium- und Calciumkonzentrationen.- II. Die Muskeladynamie bei Nebennierenrindeninsuffizienz und ihre Beziehungen zur experimentellen Kaliumlähmung.- III. Die Kalium- und Natriumverschiebungen bei der Erregung und Kontraktion.- IV. Die restitutiven Kalium- und Natriumverschiebungen.- V. Die Ungleichgewichte zwischen der extra- und intracellulären Kationenverteilung und ihre Bedeutung als Energiespeicher.- B. Die Elektrophysiologie der Kationenverschiebungen.- I. Die Bedeutung der Kalium- und Natriumionen für die elektrischen Phänomene in Muskel und Nerv.- II. Die Elektropharmakologie erregender und erregungshemmender Stoffe.- III. Die Steuerung des contractilen Mechanismus durch das Membranpotential.- C. Die Zusammenhänge zwischen dem Muskelstoffwechsel und der Motorik.- I. Die Beteiligung des Muskelstoffwechsels am Prozeß der Repolarisation und Wiederverlängerung.- II. Ist Adenosintriphosphat die unmittelbare Quelle der Kontraktionsenergie?.- III. Über den primären Energiespeicher im Muskel.- Literatur.